CC BY
61
2(18)2012
Агроэкология
АГРОЭКОЛОГИЯ
\
УДК 631.95
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПОСТНОГО БИОФИЛЬТРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ
© 2012 г. В. В. Миронов, И.П. Криволапое
Представлены результаты экспериментального исследования по определению оптимального типа фильтрующего слоя для очистки газовых выбросов от аммиака и сероводорода, выделяющихся при биоферментации соломонавозной смеси крупного рогатого скота.
Ключевые слова: биоферментация, газовый выброс, фильтрующий слой, эффективность очистки.
Results of pilot studies for gases concentration determination which are liberated at bio-fermentation of a cattle straw-manure mix are presented. The substantiation of the cleaning necessity is adduced.
Key words: bio-fermentation, gas blow out, filter bed, cleaning efficiency.
Реализация государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на
2013...2020 годы требует внедрения новых высокотехнологичных и безопасных способов переработки отходов [1].
Эксплуатация современных животноводческих комплексов и птицефабрик без достаточного внимания к экологическому аспекту утилизации отходов приводит к росту заболеваемости животных и человека, значительному снижению уровня качества производимой продукции, загрязнению подземных вод и воздушного бассейна, заражению почв.
Одним из перспективных способов утилизации отходов животноводства является высокотемпературная биоферментация, которая заключается в принудитель-
ном аэрировании смесей навоза с влагопо-лощающими материалами в специальных термоизолированных емкостях - биоферментаторах.
Протекающие при биоферментации микробиологические процессы способствуют химическому разложению азотистых компонентов белка навоза и безазоти-стых соединений влагопоглощающих материалов, что с одной стороны позволяет получить высококачественное органическое удобрение с заданными агрохимическими свойствами в течение 8... 10 суток, а с другой стороны приводит к выбросу в атмосферный воздух вредных неприятно пахнущих веществ, оказывающих негативное влияние на органы обоняния человека.
Для исследования состава и концентрации газовых выбросов при биоферментации смеси навоза крупного рогатого ско-
92
Вестник аграрной науки Дона
2(18)2012
та и соломы, был использован производственный биоферментатор, размером 6x6*4 м, в который загружали 40 тонн соломо-
навозной смеси. Результаты проведенного экспериментального исследования представлены в таблице.
Результаты экспериментального исследования основных газовых выбросов при компостировании соломонавозной смеси
Наименование показателя Варьирование показателя Уровень ПДК
Температура смеси, °С о 00 о -
Температура газового выброса, °С 27...30 -
Влажность газового выброса, % ЧЭ О О -
Концентрация аммиака (NHO, мг/м‘ 85...113 20
Концентрация сероводорода (H2S), мг/м3 17...20 10
В ходе эксперимента было установлено, что при биоферментации соломонавозной смеси крупного рогатого скота выделяемый в воздух рабочей зоны газовый выброс содержит значительное количество сероводорода и аммиака, что превышает предельно допустимый уровень в 2 и 5,5 раз соответственно.
Вследствие этого возникает необходимость очистки этих газов и снижения их концентрации до установленных значений.
Для решения этой проблемы существуют методы адсорбции, абсорбции, а также химические методы очистки.
Все эти методы достаточно эффективны и позволяют очищать 80...99% выбросов, однако требуют высоких капитальных и текущих затрат, направленных на формирование и поддержание определенных условий работы установки (высокая температура, давление, наличие химических катализаторов).
Для сельского хозяйства наиболее предпочтительным с экономической и экологической точки зрения является биологический способ очистки.
Сущность данного способа заключается в пропускании загрязненного выброса через органический фильтрующий слой с закрепленными на нем микроорганизмами.
Микроорганизмы используют газовый выброс для получения энергии, необходимой для их развития.
В качестве фильтрующего слоя ис-пол ьзу ют ком пост, торф, кору деревьев, древесную щепу и т.д. Тип фильтрующего слоя зависит от вида, количества и концентрации компонентов газовых выбросов.
В настоящее время для очистки газовых выбросов в животноводстве наиболее часто используются компостные биофильтры в смеси с древесной щепой в различных соотношениях.
Поэтому для определения оптимального типа фильтрующего слоя для очистки газовых выбросов при компостировании соломонавозной смеси КРС были определены три слоя с различной массовой долей компоста:
- слой, состоящий из компоста и древесной щепы в соотношении 3:7;
- слой, состоящий из компоста и древесной щепы в соотношении 1:1;
- слой, состоящий из компоста и древесной щепы в соотношении 7:3.
Влажность каждого слоя изменяли путем увлажнения до 40; 50, и 60%.
Исследования эффективности очистки газовых выбросов проводили по методике [2].
93
2(18)2012
Агроэкология
Эффективность очистки определяли по аммиаку и сероводороду в соответствии с формулой
Э = (1-Ь™-)х100,
нач
где Э — эффективность очистки, %;
Стч ~ концентрация газа на входе в биофильтр, мг/м';
С-кои - концентрация газа на выходе из биофильтра.
Результаты анализа представлены на рисунке.
б
Эффективность очистки газового выброса фильтрующим слоем в соотношении компост : древесная щепа 1:1: а - аммиака и б - сероводорода
Проведенный экспериментальный анализ по определению оптимального типа фильтрующего слоя для очистки газовых выбросов при биоферментации смеси навоза КРС и соломы показал, что наиболее предпочтительным является фильтрующий
слой, с массовой долей компоста 50% и уровнем влажности в пределах 40.. . 50%, при этом эффективность очистки газового выброса от аммиака составляет 90%, а сероводорода 95%.
94
Вестник аграрной науки Дона
2(18)2012
Использование фильтрующего слоя с массовой долей компоста 30% малоэффективно, что обусловлено его высокой пористостью и, как следствие, наличием свободных зон в структуре слоя.
Использование фильтрующего слоя с массовой долей компоста 70% эффективно, однако способствует значительному уплотнению слоя и, как следствие, высоким потерям давления при движении газового выброса.
Кроме того, оценка эффективности различных типов фильтрующих слоев показала необходимость наличия фазы адаптации в начальный период очистки для
формирования оптимального состава микроорганизмов в фильтрующем слое.
Литература
1. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы, Москва: Минсельхоз, 2011. -295 с,
2. Криволапов, И.П. Методика экспериментального исследования биологической фильтрации газовых выбросов / И.П. Криволапов // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2011. - № 2. -Ч. 2. - С. 45-49.
Сведения об авторах
Миронов Владимир Витальевич - д-р техн. наук, профессор кафедры прикладной механики и конструирования машин, директор Института дополнительного профессионального образования Мичуринского государственного аграрного университета (г. Мичуринск). Тел. 8(47545)53-4-43. E-mail: mironov@mgau.ru.
Криволапов Иван Павлович — аспирант кафедры прикладной механики и конструирования машин Мичуринского государственного аграрного университета (г. Мичуринск). Тел. 8-910-854-57-49. E-mail: ivan87krivolapov@mail.ru.
Information about authors
Mironov Vladimir Vitalievich - Doctor of Technical Sciences, professor of the applied mechanics and designing department, director of the supplementary professional education, Michurinsk state agrarian university. Phone: 8(47545)53-4-43. E-mail: mironov@mgau.ru,
Krivolapov Ivan Pavlovich - post-graduate of the applied mechanics and designing department, Michurinsk state agrarian university. Phone: 8-910-854-57-49.
E-mail: ivan87krivolapov@nriail.ru.
УДК 519.8:004.9:63
ОЦЕНКА ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
ПРИ НАНЕСЕНИИ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
© 2012 г. Н.А. Коптева, С.А. Коробской, Н.М. Удинцова
Приведен способ расчета выбросов загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий на ремонтных предприятиях.
Предложена алгоритмическая модель расчёта выбросов загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий, позволяющая автоматически рассчитывать количество выбросов.
Киочевые слова: лакокрасочные покрытия, загрязняющие вещества, расчет выбросов, блок-схема, алгоритмическая модель.
95
